壓縮的基本原理#

壓縮的核心思想是消除資料中的冗餘。例如，一個檔案中有連續 100 個 1，原本需要 100 個位元儲存，壓縮後可以用「100 個 1」這樣的簡短描述來替代，大幅縮減空間。

壓縮帶來兩個主要好處：

• 節省磁碟空間
• 加速網路傳輸（傳輸量變小）

壓縮與打包是兩件事#

這是 Linux 壓縮觀念中最重要的區分：

• 壓縮（Compression）：對單一檔案進行壓縮，減小檔案體積
• 打包（Archiving）：將多個檔案合併成一個檔案，但不一定壓縮

在 Windows 中，「壓縮」和「打包」通常是同一個動作（如 ZIP）。但在 Linux 中，傳統上壓縮工具（gzip、bzip2、xz）只能處理單一檔案，所以需要先用 tar 打包多個檔案，再進行壓縮。這就是 .tar.gz、.tar.bz2、.tar.xz 這些組合副檔名的由來。

三大壓縮工具的比較#

選擇哪種壓縮工具取決於場景：日常備份用 gzip（速度優先），軟體發布用 xz（體積優先），bzip2 介於兩者之間。

tar：打包的核心工具#

tar 的名稱來自 Tape Archive（磁帶歸檔），最初是為了將多個檔案寫入磁帶備份裝置而設計的。現在 tar 已經整合了壓縮功能，可以一步完成「打包 + 壓縮」。

tar 的重要觀念：

• 保留檔案屬性：權限、擁有者、時間戳都會被完整保存
• 支援差異備份：可以只打包自上次備份以來變更的檔案
• 選擇性解壓縮：可以只從 tar 檔案中取出特定的檔案

tar 保留檔案屬性的特性讓它成為 Linux 系統備份的首選工具。相比之下，cp 指令在複製時可能會遺失某些屬性（如特殊權限、SELinux context）。

檔案系統層級的備份#

除了檔案層級的打包壓縮，Linux 還提供檔案系統層級的備份工具：

xfsdump/xfsrestore#

針對 XFS 檔案系統的專用備份工具，支援：

• Level 0 ~ 9 的增量備份：Level 0 是完整備份，Level 1 只備份自 Level 0 以來的變更，以此類推
• 備份整個檔案系統或特定目錄

dd#

dd 是磁區層級的備份工具——它不認識檔案系統，只是逐 byte 複製。因此：

• 可以完整複製整顆磁碟（包括分割表、開機磁區）
• 可以建立磁碟映像檔
• 備份的目標不需要格式化

dd 非常強大但也非常危險——它不會詢問確認就直接覆蓋目標。if（input file）和 of（output file）寫反了，就可能毀掉整顆磁碟的資料。

備份策略的思考#

備份不只是技術操作，更是策略問題：

• 備份什麼：至少包含 /etc（設定）、/home（使用者資料）、/var（變動資料）
• 備份到哪裡：異地備份是基本要求，本地備份無法防範硬體損毀或火災
• 多久備份一次：取決於資料變動頻率和可接受的資料遺失量（RPO）
• 完整備份 vs. 增量備份：完整備份還原簡單但佔空間，增量備份省空間但還原複雜

備份最致命的錯誤不是「沒有備份」，而是「有備份但從未驗證過能否還原」。定期測試還原流程，確認備份資料的完整性，是備份策略中不可省略的一環。